Определение архитектуры информационной системы

http://dit.isuct.ru/Publish_RUP/core.base_rup/roles/rup_designer_BA8DE74E.html

"Архитектура системы: единая фундаментальная структура системы, описанная в терминах поведения, ограничений, процессов, интерфейсов и элементов системы" [базовое определение, одобренное INCOSE Systems Architecture Working Group на конференции INCOSE 1996 в Бостоне (Массачусетс) 8 июля 1996 года].

Архитектура системы определяет взаимосвязь между наборами ее функций и компонентами аппаратного и программного обеспечения, взаимосвязь между архитектурой программного обеспечения и архитектурой аппаратного обеспечения и правила взаимодействия пользователей с этими компонентами.

Архитектура описывает следующие компоненты:

• структуру системы: элементы, компоненты и составляющие
• взаимосвязь между этими объектами
• ограничения, установленные для элементов и их взаимосвязей
• поведение системы и взаимодействие между элементами, необходимое для обеспечения такого поведения
• принципы, правила и причины создания системы такой, какая она есть
• физические и логические характеристики и свойства системы
• предназначение системы.

Для полного описания всех этих аспектов нужен богатый и потенциально сложный набор данных, однако необходимо помнить о том, что разные заинтересованные лица могут видеть и понимать эти аспекты по-разному. Концепция точек наблюдения позволяет создать несколько срезов архитектуры для того, чтобы показывать заинтересованным лицам только те аспекты, которые нужны им для эффективного участия в проекте. Кроме того, можно рассматривать систему в различных разрешениях - от низкого разрешения, соответствующего высокому уровню абстракции до высокого разрешения, при котором видны конкретные спецификации (компонентов и т.п.) для реализации.

Точки наблюдения

Точка наблюдения (в контексте системы) - это "форма абстракции, которая достигается с помощью определенного набора архитектурных концепций и правил структурирования для того, чтобы сфокусироваться на определенных аспектах системы" [ISO/IEC 10746-2: Information Technology - Open Distributed Processing - Reference Model: Foundations]. В таблице 3.1 приведены примеры точек наблюдения для различных аспектов системы. Эти точки наблюдения соответствуют стандарту ISO/IEC 10746-1: Information technology - Open Distributed Processing - Reference Model: Overview.

Таблица 3.1 - Примеры точек наблюдения для различных аспектов системы

Это одни из самых распространенных точек наблюдения для систем, ориентированных на программное обеспечение. Для многих систем также требуются дополнительные точки наблюдения, характерные для их предметных областей. Примерами таких предметных областей могут служить безопасность, защита и механическая организация системы. Каждая точка наблюдения охватывает определенный набор характеристик, которые должны быть учтены при разработке архитектуры и проектировании системы. Если архитектура системы во многом зависит от потребностей или точек зрения отдельных заинтересованных лиц или экспертов, целесообразно создать специальные точки наблюдения для них.

Уровни абстракции

Помимо точек наблюдения, в архитектуре системы необходимо создать уровни спецификаций. По мере разработки архитектура становится все менее общей и все более детализированной. В методологии разработки программного обеспечения RUP (Rational Unified Process) различают четыре уровня архитектуры, перечисленные в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Уровни архитектуры по методологии RUP

Проходя через эти уровни, проект системы превращается из абстрактной модели в конкретный план реализации. В модели контекста описываются все внешние элементы (субъекты), взаимодействующие с системой. Эти субъекты могут быть внешними или внутренними по отношению к организации, в которой развертывается система. В обоих случаях субъектами могут быть физические исполнители и другие системы. На уровне анализа разделы системы еще не привязаны к конкретным исполнителям, программному и аппаратному обеспечению. Вместо этого они отражают подходы к распределению функционального наполнения системы по отдельным компонентам. На уровне проектирования происходит выбор типов аппаратного и программного обеспечения и ролей исполнителей. На уровне реализации принимаются решения относительно конкретных видов программного и аппаратного обеспечения, которые будут применяться для реализации системы. Например, на уровне проекта может быть установлено, что потребуется сервер данных. На уровне реализации происходит выбор конкретной платформы и системы управления базой данных.

Модели и диаграммы

Модель – это представление системы с определенного ракурса. Как правило, для системы создается несколько моделей, поскольку как на разработку, так и на эксплуатацию системы можно взглянуть с различных точек зрения. Модели могут создаваться на различных уровнях абстракции - как на сравнительно общих, на которых скрыты, или инкапсулированы, детали реализации, так и на сравнительно детальных, на которых отражены подробные характеристики системы.

Точка наблюдения, как следует из самого названия, это определенная "позиция", с которой наблюдатель видит определенные аспекты или компоненты системы. Для формирования точек наблюдения применяются фильтры, представляющие собой наборы концепций и правил. Как правило, для понимания системы недостаточно изучить модели существующих систем или систем, которые будут созданы в будущем.

Представления - это проекции моделей, в которые входят элементы, значимые для тех или иных точек наблюдения. Обычно для иллюстрации этих проекций применяются диаграммы.

Пересечения точек наблюдения и уровней абстракции содержат представления одной или нескольких моделей, значимых для соответствующих точек наблюдения на соответствующих уровнях абстракции.

Архитектуру системы можно представить в виде набора моделей (и соответствующих диаграмм), характеризующих архитектуру с различных уровней и точек наблюдения. Как показано в таблице 3.3, модели и диаграммы существуют не для всех сочетаний точек наблюдения и уровней абстракции. На уровне реализации одна модель охватывает реализацию как аппаратного, так и программного обеспечения для всех конфигураций системы.

Таблица 3.3 – Архитектура ИС с различных уровней и точек наблюдения

Многие представления из числа перечисленных в таблице построены на основе стандартных моделей UML. Например, на уровне анализа точки наблюдения логики система представлена в виде множества взаимодействующих подсистем, обеспечивающих выполнение требований пользователей. Подсистемы в данном случае используются в той же роли, что в стандарте UML. Эти подсистемы, в свою очередь, состоят из подсистем или (в конечном итоге) классов. Уровень проекта точки наблюдения логики соответствует подробному представлению модели классов. Модель процессов - это также стандартная модель классов UML, в которой основное внимание уделяется активным классам системы. В точки наблюдения определенных предметных областей также входят представления рабочих продуктов для одного или нескольких уровней. Набор рабочих продуктов проекта в данной среде должен представлять собой вариант разработки проекта.